HINTERGRUND
DER ERFINDUNGBACKGROUND
THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Verdrahtungsaufbau für eine Übertragungsleitung.The
The present invention relates to a wiring structure for a transmission line.
Beschreibung
des Standes der Technikdescription
of the prior art
Ein
herkömmlicher
Verdrahtungsaufbau für eine Übertragungsleitung
ist beispielsweise in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung
Nr. 10-326783 offenbart.One
conventional
Wiring structure for a transmission line
For example, in Japanese Laid-Open Patent Publication
No. 10-326783.
12 ist
eine perspektivische Ansicht, welche den herkömmlichen Verdrahtungsaufbau
zeigt. Wie in 12 gezeigt, ist der Verdrahtungsaufbau
für die Übertragungsleitung
mit einem Erdungsleiter 101 versehen, und mit einer Signalleitung 103,
die so angeordnet ist, dass sie dem Erdungsleiter 101 durch eine
dielektrische Schicht 102 hindurch gegenüberliegt.
Bezüglich
einer Oberfläche 104 der
Signalleitung 103, welche dem Erdungsleiter 101 gegenüberliegt,
ist die Irregularität
(Unebenheit) in der Richtung parallel zur Übertragungsrichtung geringer
als die Irregularität
in der Richtung senkrecht zur Übertragungsrichtung.
Die Irregularität
steigert den Oberflächenbereich
der Signalleitung 103, um fiktiv deren Leiterverluste aufgrund
des Skineffekts zu reduzieren. Ein weiterer Verdrahtungsaufbau,
welcher sich auf den oben erwähnten
Verdrahtungsaufbau bezieht, ist in der japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung
Nr. 9-36111 offenbart. 12 Fig. 16 is a perspective view showing the conventional wiring construction. As in 12 is shown, the wiring structure for the transmission line with a grounding conductor 101 provided, and with a signal line 103 which is arranged to be the grounding conductor 101 through a dielectric layer 102 through opposite. Regarding a surface 104 the signal line 103 which the grounding conductor 101 is opposite, the irregularity (unevenness) in the direction parallel to the transmission direction is less than the irregularity in the direction perpendicular to the transmission direction. The irregularity increases the surface area of the signal line 103 to fictitiously reduce their conductor losses due to the skin effect. Another wiring structure related to the above-mentioned wiring structure is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 9-36111.
Bei
dem herkömmlichen
Verdrahtungsaufbau für
die Übertragungsleitung
kann der Leiterverlust aufgrund des Skineffekts effektiv reduziert
werden durch Vorsehen der Irregularität auf der Oberfläche 104 der
Signalleitung 103, welche dem Erdungsleiter 101 gegenüberliegt.
Das zwischen der Signalleitung 103 und dem Erdungsleiter 101 erzeugte elektromagnetische
Feld kann sich jedoch leicht ausbreiten aufgrund der Funktion der
konvexen Bereiche in der Irregularität am Endbereich der Oberfläche 104 der
Signalleitung 103, welche zu dem Erdungsleiter 101 zeigt.
Das elektromagnetische Feld erzeugt eine elektromagnetische Induktion
in anderen Signalleitungen angrenzend an die Signalleitung 103.
Daher mag das Problem auftreten, dass die Wellenformen der Signale
in den angrenzenden Signalleitungen, in welchen die elektromagnetische
Induktion erzeugt worden ist, gestört sind.In the conventional wiring structure for the transmission line, the conductor loss due to the skin effect can be effectively reduced by providing the irregularity on the surface 104 the signal line 103 which the grounding conductor 101 opposite. That between the signal line 103 and the grounding conductor 101 However, the electromagnetic field generated can easily spread due to the function of the convex portions in the irregularity at the end portion of the surface 104 the signal line 103 leading to the earthing conductor 101 shows. The electromagnetic field generates electromagnetic induction in other signal lines adjacent to the signal line 103 , Therefore, the problem may arise that the waveforms of the signals in the adjacent signal lines in which the electromagnetic induction has been generated are disturbed.
EP 0 685 899 A1 offenbart
einen Verdrahtungsaufbau für
eine Übertragungsleitung
mit einer Erdungsleitung und einer Signalleitung, welche so angeordnet
ist, dass sie der Erdungsleitung durch ein Dielektrikum hindurch
gegenüberliegt.
Auf der Seite der Erdungsleitung ist das Dielektrikum mit einer
Vertiefung versehen, an die sich die Gestalt der Erdungsleitung
anpasst. EP 0 685 899 A1 discloses a wiring structure for a transmission line having a grounding line and a signal line arranged to face the grounding line through a dielectric. On the side of the grounding line, the dielectric is provided with a recess to which the shape of the grounding line adapts.
US 5,675,298 A beschreibt
eine verlustarme Verdrahtungsstruktur mit niedriger Induktivität für integrierte
Schaltkreise. Parallel geschaltete Signal- und Erdungsleitungen
sind abwechselnd auf einer Isolierschicht angeordnet. US 5,675,298 A describes a low-loss low-inductance wiring structure for integrated circuits. Parallel connected signal and ground lines are alternately arranged on an insulating layer.
GB 2 274 946 A offenbart
eine Streifenleitung mit in einem Dielektrikum eingebetteten Signalleitungen.
Die Signalleitungen sind von zwei sich berührenden Erdungsleitungshälften umgeben,
die das Dielektrikum umschliessen. Eine der beiden Erdungsleitungen
ist eben, und die andere ist mit Hilfe zweier Längsnuten um die jeweilige Signalleitung
herum geformt. GB 2 274 946 A discloses a stripline having signal lines embedded in a dielectric. The signal lines are surrounded by two touching grounding line halves which surround the dielectric. One of the two grounding leads is flat, and the other is formed around the respective signal lead by means of two longitudinal grooves.
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNGSUMMARY
THE INVENTION
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verdrahtungsaufbau
für eine Übertragungsleitung
zu schaffen, welcher eine elektromagnetische Induktion in Signalleitungen
aufgrund von elektromagnetischen Feldern, die durch angrenzende
Signalleitungen erzeugt werden, noch effizienter vermindern kann.The
The object of the present invention is to provide a wiring structure
for a transmission line
to create an electromagnetic induction in signal lines
due to electromagnetic fields caused by adjacent
Signal lines can be generated, even more efficient.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Verdrahtungsaufbau für eine Übertragungsleitung gemäß dem Anspruch
1 geschaffen.According to the present
The invention will be a wiring structure for a transmission line according to the claim
1 created.
Gemäß diesem
Verdrahtungsaufbau kann das Ausmaß eines durch die Signalleitung
erzeugten elektromagnetischen Feldes viel geringer werden. Als Folge
kann eine elektromagnetische Induktion in anderen Signalleitungen
angrenzend an die Signalleitung aufgrund des elektromagnetischen
Feldes vermindert werden.According to this
Wiring setup can be the extent of a through the signal line
generated electromagnetic field are much lower. As a result
can be an electromagnetic induction in other signal lines
adjacent to the signal line due to the electromagnetic
Field be reduced.
Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den abhängigen
Ansprüchen
beschrieben.advantageous
Trainings are in the dependent
claims
described.
Der
Verdrahtungsaufbau gemäß der Erfindung
kann mehrere Verdrahtungsanordnungen aufweisen, welche jeweils aus
der Erdungsleitung, der Signalleitung und dem Dielektrikum bestehen.
Hierbei sind die Übertragungsrichtungen
der Signalleitungen jeweils unterschiedlich voneinander. In diesem Fall
kann der Verdrahtungsaufbau Signale in verschiedenen Richtungen übertragen.Of the
Wiring structure according to the invention
may have a plurality of wiring arrangements, each of which
the grounding line, the signal line and the dielectric exist.
Here are the directions of transmission
the signal lines each different from each other. In this case
For example, the wiring structure can transmit signals in different directions.
In
dem Verdrahtungsaufbau gemäß der Erfindung
kann ein flacher Grund (ein Grund einer Plattengestalt) zwischen
den Verdrahtungsanordnungen vorgesehen sein. In diesem Fall kann
es noch effektiver begrenzt werden, dass die elektromagnetische Induktion
in den angrenzenden Signalleitungen erzeugt wird.In
the wiring structure according to the invention
can be a flat reason (a reason of a plate shape) between
be provided the wiring arrangements. In this case can
It can be more effectively limited to that of electromagnetic induction
is generated in the adjacent signal lines.
In
dem Verdrahtungsaufbau gemäß der Erfindung
kann jede der Nuten annähernd
in der Mitte der entsprechenden Oberfläche angeordnet sein. Alternativ
kann jede der Oberflächen
mit mehreren der Nuten versehen sein. Wenn dies der Fall ist, kann das
Ausmaß des
durch die Signalleitung erzeugten elektromagnetischen Feldes viel
geringer werden. Als Folge kann es noch effektiver begrenzt werden, dass
die elektromagnetische Induktion in den angrenzenden Signalleitungen
erzeugt wird.In
the wiring structure according to the invention
can approximate any of the grooves
be arranged in the middle of the corresponding surface. alternative
can any of the surfaces
be provided with several of the grooves. If this is the case, that can
Extent of
much by the signal line generated electromagnetic field
become smaller. As a result, it can be more effectively limited that
the electromagnetic induction in the adjacent signal lines
is produced.
Der
Verdrahtungsaufbau gemäß der Erfindung
kann außerdem
eine Energieversorgungsleitung beinhalten, welche in dem Dielektrikum
angeordnet ist, wobei eine Oberfläche der Signalleitung, welche
der Energieversorgungsleitung gegenüberliegt, und eine Oberfläche der
Erdungsleitung, welche der Energieversorgungsleitung gegenüberliegt, sich
senkrecht zur Hauptoberfläche
des Verdrahtungssubstrats befinden. Hierbei können die Erdungsleitung und
die Energieversorgungsleitung so angeordnet sein, dass sie einander
durch die Signalleitung hindurch in Richtung parallel zur Hauptoberfläche des
Verdrahtungsaufbaus gegenüberliegen. Alternativ
können
die Erdungsleitung und die Energieversorgungsleitung so angeordnet
sein, dass sie direkt in Richtung parallel zur Hauptoberfläche des Verdrahtungssubstrats
einander gegenüberliegen. Wenn
dies der Fall ist, kann das Ausmaß des durch die Signalleitung
erzeugten elektronischen Feldes viel kleiner werden. Als Folge kann
es noch effektiver beschränkt
werden, dass die elektromagnetische Induktion in den angrenzenden
Signalleitungen erzeugt wird.Of the
Wiring structure according to the invention
can also
a power supply line included in the dielectric
is arranged, wherein a surface of the signal line, which
the power supply line is opposite, and a surface of the
Grounding line, which is opposite to the power supply line, itself
perpendicular to the main surface
of the wiring substrate. Here, the grounding line and
the power supply line should be arranged so that they each other
through the signal line in the direction parallel to the main surface of the
Opposite to the wiring structure. alternative
can
the grounding line and the power supply line are arranged so
be that they are directly parallel to the main surface of the wiring substrate
opposite each other. If
This is the case, the extent of the signal line
generated electronic field become much smaller. As a result, can
it is even more effective
be that the electromagnetic induction in the adjacent
Signal lines is generated.
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION
THE DRAWINGS
Verschiedene
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich
aus der folgenden Beschreibung, gesehen im Zusammenhang mit den
bevorzugten Ausführungsformen
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in welchen gleiche Teile
durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet sind, wobei:Various
Features and advantages of the present invention will become apparent
from the following description, seen in connection with the
preferred embodiments
with reference to the accompanying drawings in which like parts
denoted by like reference numerals, wherein:
1 eine
perspektivische Ansicht einer Übertragungsleitung
ist, welche in einem Dielektrikum angeordnet ist, wobei die Ansicht
die Leitung in durchsichtiger Art und Weise zeigt; 1 Figure 3 is a perspective view of a transmission line disposed in a dielectric, the view showing the line in a transparent manner;
2A bis 2D Schnittansichten
von anderen Übertragungsleitungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind; 2A to 2D Are sectional views of other transmission lines according to the present invention;
3A bis 3C Schnittenansichten
von anderen Übertragungsleitungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind; 3A to 3C Are sectional views of other transmission lines according to the present invention;
4A bis 4C Ansichten
sind, welche den Skineffekt erläutern; 4A to 4C Are views that explain the skin effect;
5A eine
Ansicht ist, welche eine Stromverteilung in einer gestapelten Paarleitung
zeigt; 5A Fig. 11 is a view showing a current distribution in a stacked pair line;
5B eine
Ansicht ist, welche eine Stromverteilung in einer Mikrostreifenleitung
zeigt; 5B Fig. 11 is a view showing a current distribution in a microstrip line;
6A eine
Ansicht ist, welche Linien der elektrischen Kraft und Linien der
Magnetkraft in der gestapelten Paarleitung zeigt, wenn der Strom gleichmäßig in den
Leitern fließt; 6A a view is showing lines of the electric force and lines of the magnetic force in the stacked pair line when the current flows smoothly in the conductors;
6B eine
Ansicht ist, welche Linien der elektrischen Kraft und Linien der
Magnetkraft in der gestapelten Paarleitung zeigt, wenn der Strom
ungleichmäßig in den
Leitern fließt,
und zwar aufgrund des Skineffekts; 6B is a view which shows lines of the electric force and lines of the magnetic force in the stacked pair line when the current flows unevenly in the conductors, due to the skin effect;
7 eine
Ansicht ist, welche das Ausmaß des
effektiven elektromagnetischen Feldes zeigt, wenn Nuten auf den
einander gegenüberliegenden Oberflächen der
Leiter ausgeformt sind; 7 Fig. 12 is a view showing the extent of the effective electromagnetic field when grooves are formed on the opposite surfaces of the conductors;
8 eine
Schnittansicht ist, welche einen Verdrahtungsaufbau gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; 8th is a sectional view showing a wiring structure according to the second embodiment of the present invention;
9A und 9B Ansichten
sind, welche andere Verdrahtungsaufbauten gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigen; 9A and 9B Are views showing other wiring constructions according to the present invention;
10 eine
perspektivische Ansicht ist, welche einen Verdrahtungsaufbau der
mehrschichtigen Art zeigt; 10 Fig. 16 is a perspective view showing a wiring structure of the multilayer type;
11 eine
perspektivische Ansicht ist, welche einen anderen Verdrahtungsaufbau
der mehrschichtigen Art zeigt; und 11 Fig. 12 is a perspective view showing another wiring structure of the multilayer type; and
12 eine
perspektivische Ansicht ist, welche einen herkömmlichen Verdrahtungsaufbau
zeigt. 12 is a perspective view showing a conventional wiring structure.
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Im
Folgenden werden Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben.in the
Below are embodiments of
present invention with reference to the accompanying drawings
described.
(Ausführungsform 1)(Embodiment 1)
Im
Folgenden wird ein Verdrahtungsaufbau für eine Übertragungsleitung gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.in the
Next, a wiring structure for a transmission line according to the embodiment will be described
of the present invention with reference to the drawings.
1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Übertragungsleitung, welche
in einem Dielektrikum angeordnet ist, wobei die Leitung in durchsichtiger Art
und Weise gezeigt ist. Wie in 1 zu sehen,
haben sowohl eine Signalleitung 1 als auch eine Erdungsleitung 2 eine
Nut, welche sich in Übertragungsrichtung
auf der Oberfläche
erstreckt, welche der jeweils anderen Leitung gegenüberliegt
(im Folgenden bezeichnet als "vordere
Oberfläche"). Obwohl dies in 1 nicht
zu sehen ist, existiert das Dielektrikum zwischen der Signalleitung 1 und
der Erdungsleitung 2. Das Dielektrikum mag auch um die beiden
Leitungen 1 und 2 herum vorhanden sein. In 1 sind
die Signalleitung 1 und die Erdungsleitung 2 gleich
breit und bilden eine gestapelte Paarleitung. Die beiden Leitungen 1 und 2 können jedoch
auch eine Mikrostreifenleitung oder eine Streifenleitung ausbilden,
solange sie Nuten haben, welche sich in der Übertragungsrichtung auf deren
vorderen Oberflächen
befinden. 1 Figure 11 is a perspective view of a transmission line disposed in a dielectric, the line being shown in a transparent manner. As in 1 to see, both have a signal line 1 as well as a He dung line 2 a groove extending in the transmission direction on the surface opposite to the other line (hereinafter referred to as "front surface"). Although this in 1 can not be seen, the dielectric exists between the signal line 1 and the grounding line 2 , The dielectric also likes around the two wires 1 and 2 around. In 1 are the signal line 1 and the grounding line 2 the same width and form a stacked pair line. The two lines 1 and 2 however, they may also form a microstrip line or a strip line as long as they have grooves which are in the transmission direction on the front surfaces thereof.
2A bis 2D sind
Schnittansichten von Übertragungsleitungen,
welche jeweils den Aufbau der Nuten zeigen, welche auf den vorderen Oberflächen der
Signalleitung 1 und der Erdungsleitung 2 ausgeformt
sind. Jede der Übertragungsleitungen
besteht aus der Signalleitung 1, der Erdungsleitung 2,
und dem Dielektrikum 3, welches zwischen der Signalleitung 1 und
der Erdungsleitung 2 angeordnet ist. Wie im Fall von 1,
haben sowohl die Signalleitung 1 als auch die Erdungsleitung 2 eine Nut,
welche sich in Übertragungsrichtung
auf der Oberfläche
befindet, die der jeweils anderen Leitung gegenüberliegt. 2A to 2D are sectional views of transmission lines, each showing the structure of the grooves, which on the front surfaces of the signal line 1 and the grounding line 2 are formed. Each of the transmission lines consists of the signal line 1 , the grounding line 2 , and the dielectric 3 which is between the signal line 1 and the grounding line 2 is arranged. As in the case of 1 , have both the signal line 1 as well as the grounding line 2 a groove which is located in the transmission direction on the surface opposite to the respective other line.
Die
Nuten können
verschiedene Gestalten haben, wie beispielsweise ein Dreieck (2A),
ein Rechteck (2B) oder einen Halbkreis (2C). Die
Nuten können
beliebig geformt sein, solange die elektromagnetischen Felder der
Leitungen, die die Nuten aufweisen, nicht andere Signalleitungen
beeinflussen, die daran angrenzen. Wie in 2D gezeigt,
können
außerdem
die vorderen Oberflächen der
Signalleitung 1 und der Erdungsleitung 2 mit mehreren
Nuten versehen sein. Es wird bevorzugt, dass die Nut annähernd in
der Mitte der vorderen Fläche
angeordnet ist. Die Gestaltung der Nut kann gemäß dem Verfahren zur Herstellung
der Nut verändert
werden. Als Verfahren zur Herstellung der Nut kann beispielsweise
ein herkömmliches
Damaszener-Verfahren, ein Dual-Damaszener-Kupferplattierverfahren
oder ähnliches
verwendet werden. Außerdem
kann als ein Glättungsverfahren,
nachdem die Nut ausgeformt worden ist, ein chemisches Pufferverfahren
oder ähnliches
verwendet werden. Hierbei kann auch nur die Signalleitung 1 oder
die Erdungsleitung 2 mit der Nut versehen sein.The grooves may have different shapes, such as a triangle ( 2A ), a rectangle ( 2 B ) or a semicircle ( 2C ). The grooves may be arbitrarily shaped as long as the electromagnetic fields of the lines having the grooves do not affect other signal lines adjacent thereto. As in 2D In addition, the front surfaces of the signal line can be shown 1 and the grounding line 2 be provided with a plurality of grooves. It is preferable that the groove is located approximately at the center of the front surface. The configuration of the groove may be changed according to the method of manufacturing the groove. As a method of manufacturing the groove, for example, a conventional damascene method, a dual damascene copper plating method or the like may be used. In addition, as a smoothing method, after the groove has been formed, a chemical buffering method or the like may be used. This can only be the signal line 1 or the grounding line 2 be provided with the groove.
Die 3A bis 3C sind
Schnittansichten von anderen Übertragungsleitungen,
welche jeweils den Aufbau einer Nut zeigen, und eines Ausschnitts,
welcher auf der vorderen Fläche
der Signalleitung 1 bzw. der Erdungsleitung 2 ausgeformt
ist. Der Ausschnitt kann ausgeformt werden durch übermäßiges Ausformen
der Nut von der vorderen Fläche her
in Richtung der dieser gegenüberliegenden
Fläche,
bis die Nut die Leitung durchtrennt. Alternativ kann der Ausschnitt
ausgeformt werden von der gegenüberliegenden
Fläche
her in Richtung der vorderen Fläche,
bis sie die Leitung durchtrennt. 3A zeigt
ein Beispiel des Ausschnitts, welcher von der Oberfläche gegenüberliegend
der Fläche
mit der Nut her ausgeformt ist, nämlich von der Oberfläche der Signalleitung
her, die nicht zur Erdungsleitung 2 hin zeigt. Die 3B und 3C zeigen
ein Beispiel des Ausschnitts, welcher von der Oberfläche mit
der Nut her ausgeformt ist, nämlich
von der Oberfläche der
Signalleitung 1 her, welche der Erdungsleitung 2 gegenüberliegt.
In den 3A bis 3C ist
der Ausschnitt jeweils nur in der Signalleitung 1 ausgeformt.
Der Ausschnitt kann jedoch auch in der Erdungsleitung 2 und
nicht in der Signalleitung 1 ausgeformt sein. Alternativ
können
sowohl die Signalleitung 1 als auch die Erdungsleitung 2 mit
dem entsprechenden Ausschnitt versehen sein.The 3A to 3C FIG. 12 are sectional views of other transmission lines each showing the structure of a groove and a section formed on the front surface of the signal line 1 or the grounding line 2 is formed. The cutout can be formed by over-molding the groove from the front surface towards the opposite surface until the groove cuts through the line. Alternatively, the cutout may be formed from the opposite surface toward the front surface until it cuts through the conduit. 3A FIG. 12 shows an example of the cutout formed from the surface opposite to the surface with the groove, namely, from the surface of the signal line that does not lead to the grounding line 2 shows. The 3B and 3C show an example of the cut, which is formed from the surface with the groove ago, namely from the surface of the signal line 1 Her, which the grounding line 2 opposite. In the 3A to 3C the section is only in the signal line 1 formed. However, the cutout can also be in the grounding line 2 and not in the signal line 1 be formed. Alternatively, both the signal line 1 as well as the grounding line 2 be provided with the appropriate cutout.
Nun
wird ein Grund beschrieben, warum die Nut oder der Ausschnitt auf
der Vorderfläche
der Signalleitung 1 oder der Erdungsleitung 2 der Übertragungsleitung
vorgesehen ist.Now, a reason is described why the groove or cutout on the front surface of the signal line 1 or the grounding line 2 the transmission line is provided.
Die 4A bis 4C sind
Ansichten, welche den Skineffekt erläutern. 4A zeigt
zwei elektrische Drähte 5 (Stromlinien)
und Linien der Magnetkraft 6, welche durch die elektrischen
Drähte 5 erzeugt
wird. Die elektrischen Drähte 5,
in welchen Strom in den gleichen Richtungen fließt, erzeugen die Linien der
Magnetkraft 6, welche ebenfalls in die gleichen Richtungen
zeigen. Wenn die elektrischen Drähte 5 aneinander
angrenzend angeordnet sind, beeinflussen sie einander. Wenn die
Ströme
in den elektrischen Drähten 5 nach oben
in Richtung senkrecht zur Blattebene in 4A im
stabilen Zustand fließen,
werden die Linien der Magnetkraft 6 entgegen dem Uhrzeigersinn
in der Zeichenebene durch die Ströme erzeugt. Wie in 4A gezeigt,
zeigen die Linien der Magnetkraft 6, welche durch die beiden elektrischen
Drähte 5 erzeugt
werden, in dem Bereich zwischen den beiden elektrischen Drähten in entgegengesetzte
Richtungen. Daher löschen
sich die Linien der Magnetkraft 6, welche durch die beiden elektrischen
Drähte 5 erzeugt
wird, in dem Bereich zwischen den beiden elektrischen Drähten 5 aus,
so dass die Linien der Magnetkraft 6 eine längliche
Gestalt haben, welche die beiden elektrischen Drähte 5 umgibt.The 4A to 4C are views that explain the skin effect. 4A shows two electrical wires 5 (Streamlines) and lines of magnetic force 6 passing through the electrical wires 5 is produced. The electric wires 5 in which current flows in the same directions, the lines generate the magnetic force 6 which also point in the same directions. When the electric wires 5 adjacent to each other, they influence each other. When the currents in the electric wires 5 up in the direction perpendicular to the page in 4A Flow in steady state, the lines of magnetic force 6 counterclockwise in the drawing plane generated by the currents. As in 4A shown, the lines show the magnetic force 6 passing through the two electrical wires 5 be generated in the area between the two electrical wires in opposite directions. Therefore, the lines of magnetic force cancel 6 passing through the two electrical wires 5 is generated in the area between the two electrical wires 5 out, so that the lines of magnetic force 6 have an elongated shape, which is the two electrical wires 5 surrounds.
Wenn
sich der Strom verändert,
werden die Linien der Magnetkraft 6 erzeugt oder ausgelöscht. Aufgrund
der Veränderung
der Linien der Magnetkraft 6, so dass die Linien der Magnetkräfte erzeugt oder
ausgelöscht
werden, nämlich
aufgrund der Veränderung
des Magnetfeldes, wird ein Induktionsstrom erzeugt, der so gerichtet
ist, dass er verhindert, dass sich das Magnetfeld ändert. Aufgrund
des Induktionsstroms tendiert der Strom dazu, durch einen Bereich
hindurchzufließen,
welcher durch das Magnetfeld weniger beeinflusst ist. Im Allgemeinen
wird, je schneller die Veränderung
des Stroms wird, d.h. je größer die
Schwingungsfrequenz wird, desto größer der Induktionsstrom.As the current changes, the lines become magnetic 6 generated or deleted. Due to the change in the lines of magnetic force 6 in that the lines of the magnetic forces are generated or canceled, namely due to the change in the magnetic field, an induction current is generated which is directed to prevent the magnetic field from changing. Due to the In the current tends to flow through a region which is less affected by the magnetic field. In general, the faster the change in the current, that is, the larger the oscillation frequency becomes, the larger the induction current becomes.
Die 4B und 4C zeigen
den Zustand des Stroms, welcher in Bereichen in einer Signalleitung
fließt,
wobei die Signalleitung in neun Bereiche aufgeteilt ist. Wenn der
Strom sich ändert,
kann die in 4B gezeigte Stromverteilung
unnatürlich
sein. Der Grund ist, dass es für
den Strom schwierig sein sollte, durch den mittleren Bereich der
Signalleitung hindurchzufließen,
welcher leicht durch das Magnetfeld beeinflusst wird aufgrund anderer
Ströme,
weil der Induktionsstrom erzeugt wird, wie oben beschrieben. Daher können, wie
in 4C gezeigt, der durch die Eckbereiche fließende Strom
und der durch die Randbereiche in der Signalleitung fließende Strom größer werden,
da diese Bereiche weniger durch das Magnetfeld beeinflusst werden
aufgrund des Stroms, welcher durch die angrenzenden Leitungen fließt. Solch
ein Phänomen,
dass die Stromdichte in den Randbereichen des Leiters größer wird,
wird als Skineffekt bezeichnet. Insbesondere tritt der Skineffekt
bemerkbar bei hohen Frequenzen auf. Der Skineffekt wird durch die
folgende Formel 1 ausgedrückt. δs =
(2/(ω·μr·σ))1/2 Formel
1 The 4B and 4C show the state of the current flowing in areas in a signal line, the signal line being divided into nine areas. If the current changes, the in 4B shown power distribution to be unnatural. The reason is that it should be difficult for the current to flow through the middle portion of the signal line, which is easily influenced by the magnetic field due to other currents, because the induction current is generated as described above. Therefore, as in 4C the current flowing through the corner regions and the current flowing through the peripheral regions in the signal line become larger as these regions are less affected by the magnetic field due to the current flowing through the adjacent lines. Such a phenomenon that the current density in the peripheral areas of the conductor becomes larger is called a skin effect. In particular, the skin effect noticeably occurs at high frequencies. The skin effect is expressed by the following formula 1. δ s = (2 / (ω · μ r · Σ)) 1.2 formula 1
In
der Formel 1 bezeichnen δs, ω, μr und σ die Skintiefe,
die Winkelfrequenz des Wechselstroms, die magnetische Permeabilität des Leiters bzw.
die elektrische Leitfähigkeit
des Leiters. Wie aus der Formel 1 deutlich wird, ist die Skintiefe δs invers proportional
zur Quadratwurzel aus (ω·μr·σ).In Formula 1, δ s , ω, μ r and σ denote the skin depth, the angular frequency of the alternating current, the magnetic permeability of the conductor and the electrical conductivity of the conductor, respectively. As is clear from the formula 1, the skin depth δ s is inversely proportional to the square root of (ω · μ r · σ).
Nun
wird der Skineffekt in der Übertragungsleitung,
wobei die Leitungen so angeordnet sind, dass sie einander gegenüberliegen,
in Bezug auf die 5A, 5B, 6A, 6B und 7 beschrieben.Now, the skin effect in the transmission line, wherein the lines are arranged so that they face each other, with respect to the 5A . 5B . 6A . 6B and 7 described.
Die 5A und 5B zeigen
die Stromverteilung in der Paarübertragungsleitung. 5A zeigt
die Stromverteilung in der gestapelten Paarleitung. 5B zeigt
die Stromverteilung in der Mikrostreifenleitung. In beiden liegt
eine Signalleitung 11 einer Erdungsleitung 12 gegenüber. In
der Paarübertragungsleitung
wird aufgrund des Skineffekts eine ungleichmäßige Stromverteilung verursacht.
Die Bereiche mit schrägen
Linien 10 bezeichnen Bereiche mit höheren Stromdichten im Vergleich
mit den anderen Bereichen. In den 5A und 5B ist
dargestellt, dass zwischen der Signalleitung 11 und der
Erdungsleitung 12 nichts existiert. Tatsächlich befindet sich
jedoch ein Dielektrikum zwischen der Signalleitung 11 und
der Erdungsleitung 12. Als Dielektrikum kann beispielsweise
Glas, Epoxykunstharz, Teflon oder Keramik verwendet werden.The 5A and 5B show the current distribution in the pair transmission line. 5A shows the current distribution in the stacked pair line. 5B shows the current distribution in the microstrip line. Both have a signal line 11 a grounding line 12 across from. In the pair transmission line, an uneven current distribution is caused due to the skin effect. The areas with oblique lines 10 denote areas with higher current densities compared to the other areas. In the 5A and 5B is shown that between the signal line 11 and the grounding line 12 nothing exists. In fact, however, there is a dielectric between the signal line 11 and the grounding line 12 , As a dielectric, for example, glass, epoxy resin, Teflon or ceramic can be used.
Die 6A und 6B zeigen
die Linien der elektrischen Kraft und die Linien der Magnetkraft der
gestapelten Paarleitung. 6A zeigt
die Linien der elektrischen Kraft und die Linien der Magnetkraft, wenn
der Strom gleichmäßig durch
die Leiter fließt. 6B zeigt
die Linien der elektrischen Kraft und der Magnetkraft, wenn der
Strom ungleichmäßig durch die
Leiter fließt,
und zwar aufgrund des Skineffekts.The 6A and 6B show the lines of electric force and the lines of magnetic force of the stacked pair line. 6A shows the lines of electrical force and the lines of magnetic force when the current flows evenly through the conductors. 6B shows the lines of the electric force and the magnetic force when the current flows unevenly through the conductors, due to the skin effect.
Gemäß dem Gauss'schen Gesetz treffen sich
die Linien der elektrischen Kraft immer im rechten Winkel mit den
Linien der Magnetkraft. Die Linien der elektrischen Kraft beginnen
bei den positiven elektrischen Ladungen in den Leitern und enden
bei den negativen elektrischen Ladungen. Wenn die Linien der elektrischen
Kraft die Oberfläche
der Leiter kreuzen, sind sie senkrecht zur Oberfläche, wenn gleichmäßige elektrische
Potentiale in den Leitern vorherrschen. Sie neigen sich jedoch in
den Bereich, in welchem die elektrische Ladungsverteilung höher ist.
Die Linien der Magnetkraft in Uhrzeigerrichtung, welche senkrecht
sind zu der Richtung, entlang derer der Strom durch den elektrischen
Draht fließt,
werden erzeugt, so dass sie den elektrischen Draht umgeben. Die
Linien der elektrischen Kraft und die Linien der Magnetkraft sind
im Raum verteilt, so dass sie Abstände mit den angrenzenden Linien
der elektrischen Kraft bzw. den angrenzenden Linien der Magnetkraft
halten, und zwar dem Gesetz der minimalen Energie. Gemäß der elektrischen
Ladungsverteilung oder dem Strom steigen oder sinken die Dichte
der Linien der elektrischen Kraft und die Dichte der Linien der
Magnetkraft.According to Gauss's law meet
the lines of electrical force always at right angles with the
Lines of magnetic force. The lines of electrical force begin
at the positive electric charges in the conductors and ends
at the negative electric charges. When the lines of the electric
Power the surface
Cross the conductor, they are perpendicular to the surface when even electrical
Potentials prevail in the ladders. However, they are leaning in
the area in which the electric charge distribution is higher.
The lines of magnetic force in the clockwise direction, which are perpendicular
are to the direction along which the current through the electric
Wire flows,
are generated so that they surround the electric wire. The
Lines of electric force and the lines of magnetic force are
spread out in space, leaving gaps with the adjacent lines
the electric force or the adjacent lines of the magnetic force
keep, and the law of minimum energy. According to the electric
Charge distribution or the current increase or decrease the density
the lines of electric force and the density of the lines of
Magnetic force.
Im
Fall von 6A ist die elektrische Ladungsverteilung
in dem Leiter gleichmäßig, weil
die Ströme
gleichmäßig durch
die Leiter fließen.
Daher sind die Abstände
zwischen den Linien der elektrischen Kraft gleichmäßig, beispielsweise
im Bereich zwischen der Signalleitung 11 und der Erdungsleitung 12.
Im Fall von 6B konzentrieren sich jedoch
die elektrischen Ladungen im Bereich mit den schrägen Linien 10,
weil die Ströme
in den Bereichen mit den schrägen
Linien 10 aufgrund des Skineffekts konzentriert sind. Daher
ist die Dichte der Linien der elektrischen Kraft in dem Bereich
in der Nähe
der Bereiche mit den schrägen
Linien 10 auch erhöht,
in welchen die Ströme
konzentriert sind, im Vergleich mit dem Fall in 6A.
In dem Bereich, in welchem die Dichte der Linien der elektrischen
Kraft erhöht
ist, nämlich
in dem Bereich mit dem stärkeren
elektrischen Feld, ist die Dichte der Linien der Magnetkraft erhöht, so dass
das Magnetfeld stärker
wird.In case of 6A For example, the electric charge distribution in the conductor is uniform because the currents flow smoothly through the conductors. Therefore, the distances between the lines of the electric force are uniform, for example, in the area between the signal line 11 and the grounding line 12 , In case of 6B However, the electric charges concentrate in the area with the oblique lines 10 because the currents in the areas with the oblique lines 10 are concentrated due to the skin effect. Therefore, the density of the lines of electric force in the area is near the areas with the oblique lines 10 also increased, in which the streams are concentrated, compared with the case in 6A , In the region in which the density of the lines of the electric force is increased, namely in the region with the stronger electric field, the density of the lines of the magnetic force is increased, so that the magnetic field becomes stronger.
Das
elektromagnetische Feld verbreitet sich ursprünglich ins Unendliche. Das
effektive elektromagnetische Feld, in welchem der Einfluss der elektromagnetischen
Induktion stärker
und nicht vernachlässigbar
ist, ist jedoch begrenzt. In 6A ist
das Ausmaß des
effektiven elektromagnetischen Feldes durch W1 bezeichnet. In 6B ist
das Ausmaß des effektiven
magnetischen Feldes durch W2 bezeichnet. Gemäß diesen Darstellungen wird
deutlich, dass die Länge
von W2 kürzer
ist als die Länge
von W1, d.h. das Ausmaß des
effektiven elektromagnetischen Feldes in 6B wird
relativ gesehen kleiner aufgrund des Skineffekts.The electromagnetic field originally spread to infinity. The effective electromagnetic field in which the influence of electromagnetic induction stronger and not neglected is moderate, but is limited. In 6A the magnitude of the effective electromagnetic field is denoted by W1. In 6B the magnitude of the effective magnetic field is denoted by W2. According to these representations, it becomes clear that the length of W2 is shorter than the length of W1, that is, the magnitude of the effective electromagnetic field in 6B is relatively smaller due to the skin effect.
Was
die elektromagnetische Induktion betrifft, so erzeugt in der gestapelten
Paarleitung aus der Signalleitung 14 und der Erdungsleitung 15,
welche aneinander angrenzen, das elektromagnetische Feld, welches
diese Leitungen kreuzt, die elektromagnetische Induktion in die
Signalleitung 14 und in der Erdungsleitung 15,
welche aneinander angrenzen. Das heißt, die Energie der elektromagnetischen
Induktion wird von der gestapelten Paarleitung aus der Signalleitung 11 und
der Erdungsleitung 12 an die angrenzende gestapelte Paarleitung
aus der Signalleitung 14 und der Erdungsleitung 15 übertragen.
Dieses Phänomen
wird als "Kreuzkopplung" bezeichnet. Entsprechend
der Kreuzkopplung sind die Wellenformen der Signale in den Signalleitungen 11 und 14 gestört, nämlich gedämpft oder
verstärkt.As for the electromagnetic induction, generated in the stacked pair line from the signal line 14 and the grounding line 15 which adjoin each other, the electromagnetic field crossing these lines, the electromagnetic induction in the signal line 14 and in the grounding line 15 which adjoin one another. That is, the energy of the electromagnetic induction is taken out of the signal line by the stacked pair line 11 and the grounding line 12 to the adjacent stacked pair line from the signal line 14 and the grounding line 15 transfer. This phenomenon is called "cross coupling". According to the crosstalk, the waveforms of the signals in the signal lines 11 and 14 disturbed, namely muffled or amplified.
Weil
das Ausmaß des
effektiven elektronischen Feldes relativ gesehen kleiner wird, wenn
der Skineffekt verursacht wird, mag es so scheinen, dass die elektromagnetische
Induktion in der angrenzenden Übertragungsleitung
auch kleiner wird. Bezüglich
der Hochfrequenz wird jedoch die elektromagnetische Induktion nicht
notwendigerweise kleiner. Die Kreuzkopplung aufgrund der elektromagnetischen Induktion
wird grundsätzlich
durch die beiden folgenden Näherungsformeln
2 und 3 ausgedrückt. v = L (di/dt) = ωL Formel 2 Because the extent of the effective electronic field becomes relatively smaller when the skin effect is caused, it may appear that the electromagnetic induction in the adjacent transmission line also becomes smaller. However, with respect to the high frequency, the electromagnetic induction does not necessarily become smaller. The crosstalk due to the electromagnetic induction is basically expressed by the following two approximate formulas 2 and 3. v = L (di / dt) = ωL Formula 2
In
der Formel 2 bezeichnen 2, v, L, i und ω die elektromagnetische Kraft
aufgrund der elektromagnetischen Induktion, die Selbst-Reaktanz
des Leiter, den Strom bzw. die Winkelgeschwindigkeit. i = C (dv/dt) = ωC Formel 3 In the formula 2, 2, v, L, i and ω denote the electromagnetic force due to the electromagnetic induction, the self-reactance of the conductor, the current and the angular velocity, respectively. i = C (dv / dt) = ωC Formula 3
In
der Formel 3 bezeichnet c die elektrostatische Kapazität zwischen
den Leitern.In
of formula 3, c denotes the electrostatic capacity between
the ladders.
Wenn
die Frequenz mit f bezeichnet wird, erfüllen ω und f die folgende Gleichung. ω =
2 π f When the frequency is denoted by f, ω and f satisfy the following equation. ω = 2 π f
Das
heißt,
die Winkelgeschwindigkeit ω steigt
proportional zur Frequenz f. Gemäß den Formeln
2 und 3 wird daher deutlich, dass die elektromagnetische Induktion
steigt, wenn die Frequenz steigt. Bei Hochfrequenz steigt die elektromagnetische
Induktion, obwohl das Ausmaß des
effektiven elektromagnetischen Feldes kleiner wird. Das heißt, bei Hochfrequenz
wird der Skineffekt erzeugt aufgrund der Selbstverteidigungswirkung
des Leiters, welche dazu tendiert, den Anstieg der elektromagnetischen Induktion,
wenn möglich,
zu vermeiden.The
is called,
the angular velocity ω increases
proportional to the frequency f. According to the formulas
2 and 3 therefore it becomes clear that the electromagnetic induction
increases as the frequency increases. At high frequency, the electromagnetic increases
Induction, although the extent of
effective electromagnetic field becomes smaller. That is, at high frequency
the skin effect is generated due to the self-defense effect
of the conductor, which tends to increase the electromagnetic induction,
if possible,
to avoid.
Bei
Hochfrequenzstrom wird es nicht bevorzugt, dass die Kreuzkopplung
erzeugt wird. Um die Kreuzkopplung zu unterdrücken, ist es notwendig, das
Ausmaß des
effektiven elektromagnetischen Feldes kleiner zu machen. Mit Bezug
auf die Zeichnungen wird nun erläutert
werden, dass das Ausmaß des effektiven
elektromagnetischen Feldes kleiner gemacht werden kann, wenn die
Nuten auf den Vorderflächen
der Leiter vorgesehen sind.at
High frequency current, it is not preferred that the cross coupling
is produced. To suppress the crosstalk, it is necessary that
Extent of
make effective electromagnetic field smaller. With reference
The drawings will now be explained
be that the extent of effective
electromagnetic field can be made smaller if the
Grooves on the front surfaces
the conductor are provided.
7 zeigt
das Ausmaß des
effektiven elektromagnetischen Feldes, wenn die Nuten auf den Vorderflächen der
Leiter vorgesehen sind. In 7 drücken die
Bereiche mit den schrägen
Linien Bereiche aus, in welchen die Ströme konzentriert sind, nämlich Bereiche,
in welchen die elektrischen Ladungen konzentriert sind. Obwohl die
elektrischen Ladungen in den Vorderflächen und den Eckbereichen der
Signalleitung 11 und der Erdungsleitung 12 in 6B konzentriert
sind, sind die elektrischen Ladungen in den Eckbereichen 26 und 27 auf
den Vorderflächen
der Signalleitung 21 und der Erdungsleitung 22 in 7 konzentriert. 7 shows the extent of the effective electromagnetic field when the grooves are provided on the front surfaces of the conductors. In 7 The areas with the oblique lines express areas in which the currents are concentrated, namely, areas in which the electric charges are concentrated. Although the electrical charges in the front surfaces and the corner regions of the signal line 11 and the grounding line 12 in 6B are concentrated, the electric charges are in the corner areas 26 and 27 on the front surfaces of the signal line 21 and the grounding line 22 in 7 concentrated.
Die
Eckbereiche 26 und 27 sind weniger durch das elektromagnetische
Feld beeinflusst aufgrund des Stroms in den angrenzenden Leitern
und tendieren dazu, den Strom darin zu konzentrieren, genau wie
die Eckbereiche und Randbereiche in 4C. Es
kann geschlossen werden, dass die Kopplung der gestapelten Paarleitung
ansteigt aufgrund der Eckbereiche 26 und 27. Als
Ergebnis wird die charakteristische Impedanz der gestapelten Paarleitung,
deren Vorderflächen
die Nuten aufweisen, kleiner als die der einfachen gestapelten Paarleitung.
Da die Nuten auf den Vorderflächen
der Signalleitung 21 und der Erdungsleitung 22 vorgesehen sind,
verbreitet sich außerdem
das elektromagnetische Feld nicht, sondern konvergiert zum mittleren Bereich
hin. Wenn ein Vergleich gemacht wird zwischen den Fällen der 6A, 6B und 7,
ist das Ausmaß des
effektiven elektromagnetischen Feldes W3 daher kleiner als das Ausmaß W1 oder
das Ausmaß W2.
Da das Ausmaß des
effektiven elektromagnetischen Feldes W3 relativ gesehen kleiner
ist, wird die Kreuzkopplung in der Signalleitung 24 und der
Erdungsleitung 25, welche jeweils die angrenzenden Übertragungsleitungen
sind, kleiner.The corner areas 26 and 27 are less affected by the electromagnetic field due to the current in the adjacent conductors and tend to concentrate the current therein, as well as the corner areas and edge areas in 4C , It can be concluded that the coupling of the stacked pair line increases due to the corner areas 26 and 27 , As a result, the characteristic impedance of the stacked pair line whose front surfaces have the grooves becomes smaller than that of the simple stacked pair line. Because the grooves on the front surfaces of the signal line 21 and the grounding line 22 In addition, the electromagnetic field does not spread, but converges toward the central area. If a comparison is made between the cases of 6A . 6B and 7 , the amount of the effective electromagnetic field W3 is therefore smaller than the amount W1 or the amount W2. Since the magnitude of the effective electromagnetic field W3 is relatively smaller, the crosstalk becomes in the signal line 24 and the grounding line 25 , which are respectively the adjacent transmission lines, smaller.
Gemäß den oben
beschriebenen Tatsachen ist es, um die Kreuzkopplung in den angrenzenden Übertragungsleitungen
zu reduzieren, adäquat,
das Ausmaß des
effektiven elektromagnetischen Feldes kleiner zu machen, nämlich die
Nuten auf den Vorderflächen
vorzusehen. Hierbei wird es weiter bevorzugt, dass die Nuten an
Positionen vorgesehen sind, welche weit von den angrenzenden Übertragungsleitungen
entfernt sind, nämlich
in den Positionen in der Nähe
der Mitte der Vorderflächen.According to the facts described above, in order to reduce the crosstalk in the adjacent transmission lines, it is adequate to the extent of the effective electromagnetic field make smaller, namely to provide the grooves on the front surfaces. Here, it is further preferable that the grooves are provided at positions far from the adjacent transmission lines, namely at the positions near the center of the front surfaces.
In
dem Verdrahtungsaufbau für
die Übertragungsleitung
gemäß Ausführungsform
1 wird, da die Nuten auf den Vorderflächen der Signalleitung und der
Erdungsleitung vorgesehen sind, die Kreuzkopplung kleiner, so dass
der Verdrahtungsaufbau geeignet wird, Hochfrequenzsignale zu übertragen.In
the wiring structure for
the transmission line
according to embodiment
1, since the grooves on the front surfaces of the signal line and the
Grounding line are provided, the cross-coupling smaller, so that
the wiring structure is adapted to transmit high frequency signals.
(Ausführungsform 2)(Embodiment 2)
Nun
wird die Ausführungsform
2 der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben.Now
becomes the embodiment
2 of the present invention with reference to the accompanying drawings
described.
8 ist
eine Schnittansicht, welche einen Verdrahtungsaufbau gemäß der Ausführungsform
2 zeigt. Wie in 8 gezeigt, beinhaltet der Verdrahtungsaufbau
ein Substrat 35 (Verdrahtungssubstrat), Signalleitungen 31,
Erdungsleitungen 32, einen Oberflächenausgangsbereich 33 für die Signalleitungen 31 sowie
ein Dielektrikum 34. 8th FIG. 10 is a sectional view showing a wiring structure according to Embodiment 2. FIG. As in 8th As shown, the wiring structure includes a substrate 35 (Wiring substrate), signal lines 31 , Earthing cables 32 , a surface output area 33 for the signal lines 31 and a dielectric 34 ,
In
dem Verdrahtungsaufbau ist das Dielektrikum 34 auf der
oberen Fläche
(Hauptfläche)
des Substrats 35 angeordnet. Die Signalleitungen 31 zeigen
zu den Erdungsleitungen 32 in dem Dielektrikum 34.
Die Signalleitungen 31 und die Erdungsleitungen 32 bilden
eine Paarübertragungsleitung.
Die Signalleitungen 31 und die Erdungsleitungen 32 sind
jeweils mit Nuten versehen, die sich in der Übertragungsrichtung auf deren
Vorderflächen
erstrecken. Die Vorderflächen
sind senkrecht zur oberen Fläche des
Substrats 35. Alternativ können die Nuten nur auf den
Signalleitungen 31 oder den Erdungsleitungen 32 vorgesehen
sein. Der Oberflächenausgangsbereich 33 für die Signalleitungen 31 wird
verwendet, um die Signale in den Signalleitungen 31 zur
Seite der Oberfläche
hin aufzunehmen. Da der Oberflächenausgangsbereich 33 für die Signalleitungen 31 außen an der
Oberfläche
des Dielektrikums 34 freiliegt, können ein Flipchip usw. mit
dem Oberflächenausgangsbereich 33 verbunden
werden. An dem Substrat 35 umgibt das Dielektrikum 34 die
Signalleitungen 31, die Erdungsleitungen 32 und
den Oberflächenausgangsbereich 33 für die Signalleitungen 31.In the wiring structure is the dielectric 34 on the upper surface (main surface) of the substrate 35 arranged. The signal lines 31 point to the grounding lines 32 in the dielectric 34 , The signal lines 31 and the grounding wires 32 form a pair transmission line. The signal lines 31 and the grounding wires 32 are each provided with grooves which extend in the transfer direction on the front surfaces thereof. The front surfaces are perpendicular to the upper surface of the substrate 35 , Alternatively, the grooves can only on the signal lines 31 or the grounding wires 32 be provided. The surface exit area 33 for the signal lines 31 is used to control the signals in the signal lines 31 to the side of the surface. Because the surface exit area 33 for the signal lines 31 outside on the surface of the dielectric 34 can be a flipchip, etc. with the surface output area 33 get connected. On the substrate 35 surrounds the dielectric 34 the signal lines 31 , the grounding wires 32 and the surface exit area 33 for the signal lines 31 ,
In
dem Verdrahtungsaufbau sind die Signalleitungen 31 weniger
durch das elektromagnetische Feld der anderen angrenzenden Signalleitungen 31 beeinflusst.
Der Grund ist der folgende. Die Indizes der Raumverteilung der Stärke des
elektrischen Feldes und der Stärke
des Magnetfeldes sind die Dichte der Linien der elektrischen Kraft
und die Dichte der Linien der Magnetkraft. In der gestapelten Paarleitung
oder der Mikrostreifenleitung erstreckt sich der Raum, in welchem
die Dichte der Linien der elektrischen Kraft und die Dichte der
Linien der Magnetkraft höher
sind, radial von den seitlich offenen Bereichen der Paarleitungen
her.In the wiring structure, the signal lines 31 less due to the electromagnetic field of the other adjacent signal lines 31 affected. The reason is the following. The indices of the space distribution of the electric field strength and the strength of the magnetic field are the density of the lines of the electric force and the density of the lines of the magnetic force. In the stacked pair line or the microstrip line, the space in which the density of the lines of the electric force and the density of the lines of magnetic force are higher extends radially from the laterally open areas of the pair lines.
Beispielsweise
sind in 7 der obere Bereich der Signalleitung 21 und
der untere Bereich der Erdungsleitung 22 Schatten für das elektromagnetische
Feld, welches von den vorderen Flächen ausgeht, wo die Dichte
des elektromagnetischen Feldes relativ gesehen geringer ist. Der
obere Bereich der Signalleitung 21 und der untere Bereich
der Erdungsleitung 22 in 7 entsprechen
den Bereichen zwischen den Signalleitungen 31 und den Erdungsleitungen 32 in 8.
Die Bereiche zwischen den Signalleitungen 31 und den Erdungsleitungen 32 in 8 sind
Schatten für
das elektromagnetische Feld, welches von den vorderen Flächen der
angrenzenden Signalleitungen 31 und der angrenzenden Erdungsleitungen 32 ausgehen,
obwohl die Dichte des elektromagnetischen Feldes höher ist
an den Bereichen, wie im Fall des Bereichs zwischen der Signalleitung 21 und
der Erdungsleitung 22 in 7.For example, in 7 the upper part of the signal line 21 and the bottom of the grounding line 22 Shadow for the electromagnetic field emanating from the front surfaces, where the density of the electromagnetic field is relatively lower. The upper part of the signal line 21 and the bottom of the grounding line 22 in 7 correspond to the areas between the signal lines 31 and the grounding lines 32 in 8th , The areas between the signal lines 31 and the grounding lines 32 in 8th are shadows for the electromagnetic field from the front surfaces of the adjacent signal lines 31 and the adjacent grounding lines 32 although the density of the electromagnetic field is higher at the areas as in the case of the area between the signal line 21 and the grounding line 22 in 7 ,
In 8 ist,
um das elektromagnetische Feld, welches durch das Paar der angrenzenden
Signalleitungen 31 und der Erdungsleitungen 32 erzeugt
wird, zu schwächen,
die Breite der Erdungsleitungen 32 vergrößert. Die
Breiten der Erdungsleitungen 32 können jedoch auch gleich den
Breiten der Signalleitungen 31 sein. Außerdem können, um die Elektrodenfläche auf
der Fläche
des Verdrahtungsaufbaus zu vergrößern, die
Erdungsleitungen 32 so angeordnet sein, dass sie nicht
nach außen
von dem Dielektrikum 34 freiliegen. Die in 8 gezeigte
Grabenstruktur kann mit einem herkömmlichen Bearbeitungsverfahren
ausgeformt werden. Beispielsweise kann ein Damaszener-Verfahren
verwendet werden unter Verwendung der Abscheidung von Plattierung, ein
Stapelschneidverfahren oder ein Aufbauverfahren.In 8th is to the electromagnetic field caused by the pair of adjacent signal lines 31 and the grounding lines 32 is generated, weaken the width of the grounding lines 32 increased. The widths of the earthing cables 32 However, they can also be equal to the widths of the signal lines 31 be. In addition, in order to increase the electrode area on the surface of the wiring structure, the grounding lines 32 be arranged so that they are not exposed to the outside of the dielectric 34 exposed. In the 8th shown trench structure can be formed with a conventional machining method. For example, a damascene process using plating deposition, a batch cutting process, or a build-up process can be used.
Im
Folgenden wird ein anderer Verdrahtungsaufbau beschrieben, welcher
sich von dem Verdrahtungsaufbau in 8 unterscheidet.
Die 9A und 9B zeigen
andere Verdrahtungsaufbauten, welche sich von dem in 8 unterscheiden.
In dem Verdrahtungsaufbau der Streifenleitung in 8 sind ein
Bereich des Dielektrikums 34 und eine Signalleitung 31 zwischen
zwei angrenzenden Erdungsleitungen 32 sandwichartig angeordnet.
In anderen Worten sind die Signalleitungen 31 und die Erdungsleitungen 32 abwechselnd
in Richtung parallel zur oberen Fläche des Substrats 35 angeordnet.
Andererseits sind in dem Verdrahtungsaufbau in 9A die
Erdungsleitungen 32 und Energiezuführleitungen 43 abwechselnd
in jedem der Räume
zwischen zwei aneinander grenzenden Signalleitungen angeordnet.
Das heißt, sie
sind gemäß der folgenden
Reihenfolge angeordnet.
(Signalleitung 41, Erdungsleitung 42,
Signalleitung 41, Energieversorgungsleitung 43,
Signalleitung 41, ......)Hereinafter, another wiring structure different from the wiring structure in FIG 8th different. The 9A and 9B show other wiring structures, which differ from the in 8th differ. In the wiring structure of the strip line in FIG 8th are an area of the dielectric 34 and a signal line 31 between two adjacent grounding lines 32 sandwiched. In other words, the signal lines 31 and the grounding wires 32 alternately in the direction parallel to the upper surface of the substrate 35 arranged. On the other hand, in the wiring structure in FIG 9A the grounding lines 32 and power supply lines 43 alternately arranged in each of the spaces between two adjacent signal lines. That is, they are arranged according to the following order net.
(Signal line 41 , Earthing cable 42 , Signal line 41 , Power supply line 43 , Signal line 41 , ......)
Währenddessen
sind in dem Verdrahtungsaufbau in 9B eine
Erdungsleitung 44 und eine Energieversorgungsleitung 43 in
jedem der Räume zwischen
zwei aneinander grenzenden Signalleitungen 41 angeordnet.
Beispielsweise sind sie gemäß der folgenden
Reihenfolge angeordnet
(Signalleitung 41, Erdungsleitung 44,
Energieversorgungsleitung 43, Signalleitung 41,
Erdungsleitung 44, .....)Meanwhile, in the wiring structure in 9B a grounding line 44 and a power supply line 43 in each of the spaces between two adjacent signal lines 41 arranged. For example, they are arranged in the following order
(Signal line 41 , Earthing cable 44 , Power supply line 43 , Signal line 41 , Earthing cable 44 , .....)
Hierbei
können
die Erdungsleitungen 44 und die Energieversorgungsleitungen 43 in
der umgekehrten Reihenfolge angeordnet sein.Here, the grounding cables 44 and the power supply lines 43 be arranged in the reverse order.
Wenn
in dem Verdrahtungsaufbau in 9B die
elektrostatische Kapazität,
die durch die Energieversorgungsleitungen 43 und die Erdungsleitungen 44 erzeugt
wird, größer gemacht
wird, kann sie als Bypass-Kapazität dienen.
Der Verdrahtungsaufbau ist sehr effektiv, um Signale bei hoher Geschwindigkeit
zu übertragen,
weil er als die Bypass-Kapazität arbeiten
kann. Der Verdrahtungsaufbau in 8, 9A oder 9B kann
gestapelt werden, um einen Verdrahtungsaufbau der mehrschichtigen
Art zu bilden.If in the wiring structure in 9B the electrostatic capacity passing through the power supply lines 43 and the grounding wires 44 is made larger, it can serve as a bypass capacity. The wiring structure is very effective to transmit signals at high speed because it can work as the bypass capacitance. The wiring structure in 8th . 9A or 9B can be stacked to form a multi-layered wiring structure.
Nun
werden Verdrahtungsaufbauten der mehrschichtigen Art beschrieben,
in welchen jeweils mehrere der Verdrahtungsaufbauten in den 8, 9A oder 9B gestapelt
sind.Now, wiring structures of the multilayer type will be described, in which each of the wiring structures in the 8th . 9A or 9B are stacked.
10 ist
eine perspektivische Ansicht, welche einen Verdrahtungsaufbau der
mehrschichtigen Art zeigt. Wie in 10 zu
sehen, beinhaltet der Verdrahtungsaufbau eine Signalleitung 51 in
Y-Richtung, eine Erdungsleitung 52 in Y-Richtung, ein Erdungsleitungsverbindungskissen 55,
eine Signalleitungsverbindungsspalte 56, eine Signalleitung 61 in X-Richtung
und eine Erdungsleitung 62 in X-Richtung. 10 Fig. 16 is a perspective view showing a wiring structure of the multilayer type. As in 10 to see, the wiring structure includes a signal line 51 in the Y direction, a grounding line 52 in the Y direction, a grounding lead connection pad 55 , a signal line connection column 56 , a signal line 61 in the X direction and a grounding line 62 in X direction.
In
dem Verdrahtungsaufbau zeigt die Signalleitung 51 in Y-Richtung zur Erdungsleitung 52 in Y-Richtung
hin, während
die Signalleitung 61 in X-Richtung zur Erdungsleitung 62 in
X-Richtung hin zeigt.
Diese Leitungen 51, 52, 61 und 62 bilden
eine Paarübertragungsleitung.
Die Y-Signalleitung 51 und die Y-Erdungsleitung 52 sind
jeweils mit. einer Nut versehen, welche sich in der Übertragungsrichtung auf
der vorderen Fläche
erstreckt. In gleicher Art und Weise sind auch die X-Signalleitung 61 und
die X-Erdungsleitung 62 mit einer Nut versehen, welche
sich in Übertragungsrichtung
auf der vorderen Fläche
erstreckt. Alternativ können
die Nuten nur an den Signalleitungen 51 und 61 oder
nur an den Erdungsleitungen 52 und 62 vorgesehen
sein. Die Y-Signalleitung 51 und
die X-Signalleitung 61 treffen sich im rechten Winkel,
und sie sind miteinander verbunden durch die Signalleitungsverbindungsspalte 56.
Die Y-Erdungsleitung 52 und die X-Erdungsleitung 62 treffen
sich im rechten Winkel und sind verbunden über das Erdungsleitungsverbindungskissen 55.
Die Übertragungsrichtung
der Y-Signalleitung 51 und die Übertragungsrichtung der X-Signalleitung 61 treffen sich
im rechten Winkel.In the wiring structure, the signal line shows 51 in the Y direction to the earthing line 52 in the Y direction while the signal line 61 in the X direction to the earthing line 62 pointing in the X direction. These lines 51 . 52 . 61 and 62 form a pair transmission line. The Y signal line 51 and the Y ground line 52 are each with. a groove extending in the transmission direction on the front surface. In the same way are also the X signal line 61 and the X grounding wire 62 provided with a groove which extends in the transfer direction on the front surface. Alternatively, the grooves can only on the signal lines 51 and 61 or only on the grounding lines 52 and 62 be provided. The Y signal line 51 and the X signal line 61 meet at right angles, and they are interconnected by the signal line connection column 56 , The Y grounding line 52 and the X grounding wire 62 meet at right angles and are connected via the grounding lead connection pad 55 , The transmission direction of the Y signal line 51 and the transmission direction of the X signal line 61 meet at right angles.
Obwohl
dies in 10 nicht gezeigt ist, sind die
Y-Signalleitung 51 und
die Y-Erdungsleitung 52 mit einem Dielektrikum bedeckt.
Die X-Signalleitung 61 und die X-Erdungsleitung 62 sind ebenfalls
mit einem Dielektrikum bedeckt. Obwohl dies nicht dargestellt ist,
ist der Verdrahtungsaufbau auf einem Substrat (Verdrahtungssubstrat)
vorgesehen. Obwohl nur ein Satz der X-Paarleitung und der Y-Paarleitung in 10 gezeigt
ist, können
mehrere Signalleitungen vorgesehen sein, welche in die gleiche Richtung zeigen,
sowie mehrere Erdungsleitungen, welche in die gleiche Richtung orientiert
sind.Although this in 10 not shown, are the Y signal line 51 and the Y ground line 52 covered with a dielectric. The X signal line 61 and the X grounding wire 62 are also covered with a dielectric. Although not shown, the wiring structure is provided on a substrate (wiring substrate). Although only one set of X pair line and Y pair line in 10 As shown, a plurality of signal lines pointing in the same direction may be provided, as well as a plurality of ground lines oriented in the same direction.
Hierbei
brauchen sich die Y-Signalleitung 51 und die X-Signalleitung 61 nicht
im rechten Winkel zu treffen, wenn sie nur in Richtungen orientiert
sind, die unterschiedlich voneinander sind.This requires the Y signal line 51 and the X signal line 61 not to meet at right angles if they are oriented only in directions that are different from each other.
Gemäß dem Verdrahtungsaufbau
kann eine bidirektionale Übertragungsleitung
erzielt werden.According to the wiring structure
can be a bidirectional transmission line
be achieved.
In 11 ist
ein anderer Verdrahtungsaufbau der mehrschichtigen Art gezeigt.
Der Verdrahtungsaufbau in 11 ist
mit einem flachen Grund 65 versehen, welcher zwischen der
X-Paarsignalleitung und der Y-Paarsignalleitung zusätzlich zu
dem Verdrahtungsaufbau in 10 vorgesehen
ist. Der Verdrahtungsaufbau in 11 beinhaltet
eine Y-Signalleitung 51,
eine Y-Erdungsleitung 52, eine Signalleitungsverbindungsspalte 56,
Erdungsleitungsverbindungsspalten 57, eine Y-Signalleitung 61,
eine X-Erdungsleitung 62 und den flachen Grund 65 mit
einer Öffnung 58.In 11 another wiring structure of the multilayer type is shown. The wiring structure in 11 is with a flat reason 65 which is provided between the X-pair signal line and the Y-pair signal line in addition to the wiring structure in FIG 10 is provided. The wiring structure in 11 includes a Y signal line 51 , a Y grounding wire 52 , a signal line connection column 56 , Grounding line connecting columns 57 , a Y signal line 61 , an X grounding wire 62 and the flat bottom 65 with an opening 58 ,
In
dem Verdrahtungsaufbau zeigt die Y-Signalleitung 51 zur
Y-Erdungsleitung 52,
während
die X-Signalleitung 61 zur X-Erdungsleitung 62 hin zeigt. Diese
Leitungen 51, 52, 61 und 62 bilden
eine Paarübertragungsleitung.
Die Y-Signalleitung 51 und die Y-Erdungsleitung 52 sind
mit einer Nut versehen, welche sich in Übertragungsrichtung auf der
vorderen Fläche
der Leitungen erstreckt. In ähnlicher
Art und Weise sind die X-Signalleitung 61 und die X-Erdungsleitung 62 mit
einer Nut versehen, welche sich in Übertragungsrichtung in der
vorderen Fläche
der Leitungen erstreckt. Es wird bevorzugt, dass jede der Nuten
in der Nähe
der Mitte der entsprechenden vorderen Fläche vorgesehen ist. Alternativ
können
die Nuten nur an den Signalleitungen 51 und 61 oder
nur an den Erdungsleitungen 52 und 62 vorgesehen
sein.In the wiring configuration, the Y signal line shows 51 to the Y grounding line 52 while the X signal line 61 to the X grounding line 62 shows. These lines 51 . 52 . 61 and 62 form a pair transmission line. The Y signal line 51 and the Y ground line 52 are provided with a groove which extends in the transmission direction on the front surface of the lines. Similarly, the X signal line 61 and the X grounding wire 62 provided with a groove which extends in the transmission direction in the front surface of the lines. It is preferable that each of the grooves is provided near the center of the corresponding front surface. Alternatively, the grooves can only on the signal lines 51 and 61 or only at the grounding lines 52 and 62 be provided.
Die
Y-Signalleitung 51 und die X-Signalleitung 61 treffen
sich im rechten Winkel, und sie sind miteinander verbunden durch
die Signalleitungsverbindungsspalte 56, welche durch die Öffnung 58 des flachen
Grunds 65 hindurch vorgesehen ist. Die Y-Erdungsleitung 52 und
die X-Erdungsleitung 62 treffen sich im rechten Winkel
und sind mit dem flachen Grund 65 durch die Erdungsleitungsverbindungsspalten 57 verbunden.
Die Übertragungsrichtung
der Y-Signalleitung 51 und die Übertragungsrichtung der X-Signalleitung 61 treffen
sich im rechten Winkel.The Y signal line 51 and the X signal line 61 meet at right angles, and they are interconnected by the signal line connection column 56 passing through the opening 58 the flat ground 65 is provided through. The Y grounding line 52 and the X grounding wire 62 meet at right angles and are with the flat bottom 65 through the grounding line connecting columns 57 connected. The transmission direction of the Y signal line 51 and the transmission direction of the X signal line 61 meet at right angles.
Obwohl
dies in 11 nicht dargestellt ist, sind
die Y-Signalleitung 51 und
die Y-Signalleitung 62 mit einem Dielektrikum bedeckt.
Die X-Signalleitung 61 und die X-Erdungsleitung 62 sind auch
mit einem Dielektrikum bedeckt. Obwohl dies nicht dargestellt ist,
ist der Verdrahtungsaufbau auf einem Substrat vorgesehen. Obwohl
nur ein Satz der X-Paarleitung und
der Y-Paarleitung in 11 gezeigt ist, können mehrere
Signalleitungen vorgesehen sein, die in der gleichen Richtung orientiert
sind, und mehrere Erdungsleitungen, welche in der gleichen Richtung
orientiert sind.Although this in 11 not shown, are the Y signal line 51 and the Y signal line 62 covered with a dielectric. The X signal line 61 and the X grounding wire 62 are also covered with a dielectric. Although not shown, the wiring structure is provided on a substrate. Although only one set of X pair line and Y pair line in 11 As shown, a plurality of signal lines oriented in the same direction and a plurality of ground lines oriented in the same direction may be provided.
Dabei
brauchen sich die Y-Signalleitung 51 und die X-Signalleitung 61 nicht
im rechten Winkel zu treffen, wenn sie nur in Richtungen orientiert
sind, die voneinander unterschiedlich sind.In this case, the Y signal line need 51 and the X signal line 61 not to meet at right angles if they are oriented only in directions that are different from each other.
Gemäß dem Verdrahtungsaufbau
kann, weil der flache Grund 65 zwischen der Y-Signalleitung 51 und
der X-Signalleitung 61 vorgesehen ist, die Kreuzkopplung
in der Y-Signalleitung 51 und der X-Signalleitung 61 unterdrückt werden.According to the wiring structure, because of the flat reason 65 between the Y signal line 51 and the X signal line 61 is provided, the cross-coupling in the Y signal line 51 and the X signal line 61 be suppressed.
In
den Verdrahtungsaufbauten gemäß der Ausführungsform
2 ist an jeder der vorderen Flächen eine
Nut mit rechteckiger Gestalt vorgesehen. Die Nut kann jedoch verschiedene
Gestalten haben, wie sie beispielsweise in den 2A bis 2D gezeigt sind.
Außerdem
kann jede der vorderen Flächen mehrere
Nuten aufweisen. Jede der vorderen Flächen kann einen Ausschnitt
aufweisen, wie in den 3A bis 3C gezeigt,
anstelle der Nut. In den Verdrahtungsaufbauten gemäß der Ausführungsform 2
ist jede der Energieversorgungsleitungen 53 mit einer Energiequelle
verbunden, während
jede der Signalleitungen 31, 41, 51 und 61 mit
einer Signalquelle verbunden ist. Außerdem ist jede der Erdungsleitungen 32, 42, 44, 52 und 62 mit
der Erde verbunden.In the wiring structures according to Embodiment 2, a groove of a rectangular shape is provided on each of the front surfaces. However, the groove may have different shapes, as for example in the 2A to 2D are shown. In addition, each of the front surfaces may have a plurality of grooves. Each of the front surfaces may have a cutout, as in FIGS 3A to 3C shown instead of the groove. In the wiring structures according to the embodiment 2, each of the power supply lines 53 connected to a power source while each of the signal lines 31 . 41 . 51 and 61 connected to a signal source. In addition, each of the grounding wires 32 . 42 . 44 . 52 and 62 connected to the earth.
